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肿瘤放射治疗学概论 （Radiation Oncology）,西安交通大学第二附属医院放疗科 王亚利,Radiotherapy is one of three major treatment means to treat malignant tumors, about 60% - 80% patients accepted radiotherapy in different stages.,Contribution of three major treatment means for tumor control rate,1. Conception of Radiation Oncology,广义：利用射线治疗肿瘤的学科。 狭义：给与一定的肿瘤体积以准确、均匀的放射剂量，而周围组织剂量小，损伤小的情况下根治恶性肿瘤。,2.History of Radiation Oncology,1895年伦琴发现了X线 1896年居里夫妇发现了镭 1899年放疗治愈了第一例皮肤癌患者 1913年成功研制X线管 1922年深部X线机 1934年Coutard发明了分割照射，沿用至今 上世纪50-60年代钴60治疗机应用于临床,60年代直线加速器 70年代镭疗 80年代现代后装治疗应用 近20-30年来，随着计算机技术和放射物理的发展，放疗进入了精确放疗的时代。,放射技术的进步,二维放疗,3DCRT,IMRT,IGRT,治疗获益,提高靶区剂量,减少放疗副反应,低LET射线,质子放疗,常规分割,低分割,NTCP,TCP,3. The main content of Radiation Oncology,放射生物学（Radiobiology ） 放射物理学（Radiophysics） 临床诊断学(Clinical diagnostics ) 肿瘤学(Oncology) 放射肿瘤学(Radiooncology),3.1 Objective,根治性放疗(Radical ): Nasopharyngeal carcinoma 、 Cervical cancer 、 Esophageal cancer 、Lung cancer 辅助性放疗（ Adjuvant）: Preoperative, Postoperative、IROT 姑息性放疗（Palliative ）：Acesodyne、Superior vena cava syndrome、 Spinal cord compression syndrome,3.2 Radiation modality,同位素治疗（ Isotope treatment ）,远距离照射（ External beam radiotherapy, ERBT） 2D-RT、3D-CRT 、 IMRT 、 IGRT,近距离治疗（ Brachytherapy ）： 腔内或管内照射 组织间照射 术中照射，术中置管、术后照射 模照射,4. Radiobiology,The theoretical basis for radiation therapy Assist in making treatment plan: the implementation of hypoxic cell sensitizers, high LET ray, rapid fractionated radiotherapy, hyperfractionated radiotherapy,4.1 Biological effects of ionizing radiation,直接损伤： 主要由射线直接作用于有机分子而产生自由基引起DNA分子出现断裂、交叉。 间接损伤：主要由射线对人体组织内水发生电离，产生自由基，这些自由基再和生物大分子发生作用，导致不可逆损伤。 两种效应有同等的重要性。,4.2 Fractionated irradiation is the biological basis for clinical radiotherapy,细胞放射性损伤的修复 细胞增殖速度的差异 再氧化 细胞周期的重新分布,4.3 Physical dose and Biological dose,等效生物剂量（Biologically Effect Dose） BED=n*d*1+d/(/),4.4 放射敏感性 Radiosensitivity,根据放疗敏感程度，将肿瘤分为几类： 放射治疗敏感的肿瘤： 淋巴瘤、白血病、精原细胞瘤、肾母细胞瘤、神经细胞瘤等。 中度放射敏感的肿瘤 ：如人体各部位的鳞癌、食管癌、鼻咽癌、皮肤癌等。 放射不敏感或敏感性差的肿瘤 ：如大多数的腺癌。,4.5 Tolerance dose irradiation normal tissue,1000-2000cGy：生殖腺（卵巢、睾丸）、发育中的乳腺、生长中的骨和软骨、骨髓，胎儿。 2000-4500cGy：整个消化系统、肾脏、肺、甲状腺、肝脏 5000-7000cGy：皮肤、口腔黏膜、旁观、资产、成熟的骨和软骨、中枢神经系统。 7500cGy:输卵管、子宫、成人乳腺、肌肉血管、周围神经、肺尖。,Tolerance dose irradiation normal tissue,4.6 Radiation-induced second carcinogenesis,发生几率:诱发癌1.511.3% 诱发肉瘤:15年 皮肤癌 25年 头颈部癌 2025年 乳腺癌 15年 肉瘤 1020年,4.7 Effects factors of radiotherapy,肿瘤的组织来源和分化程度 临床期别 肿瘤的生长部位和形状 既往的治疗 患者的整体情况,5. Radiophysics,吸收剂量（Asorbed dose ） 戈瑞(Gy) 1 Gy100 rad=100cGy 放射强度（活度）（Radioactivity） 1Bq2.70310-11Ci居里（Ci） 放射线能量（Energy of radiation） MV（Megavoltage）或 MeV（Megaelectron-Volt）,5.1 Types of Rays,X-Ray：加速器 -Ray：加速器电子线、放射性核素 -Ray：放射性核素,jizhong,Dose distribution of high energy X（）Ray,Dose distribution Electron beam,Dose distribution of LET Ray,5.2 Treatment Equipments of Radiotherapy,直线加速器,后装治疗机,X刀治疗机,电子回旋加速器,Auxiliary equipment,定位系统：CT定位机、模拟定位机 治疗计划系统： 体位固定系统：面膜、体模、激光定位系统 验证系统：体位验证、剂量验证,模拟定位机,CT定位机,体位固定装置,二维放疗(ERBT),需要预留较 大的边界,周围重要器官 的剂量限制,靶区剂量70GY,+,5.3 Precise radiotherapeutic technique,三维适形放疗（3DCRT）:根据肿瘤的形状在三维方向上设野，使高剂量区的形状和肿瘤的形状基本一致 调强放疗技术（IMRT）:不仅能使照射剂量分布与靶区 形状一致，还能调节肿瘤靶区内的剂量分布，因为肿瘤内部乏氧等异质性的存在，这就可以按照控制肿瘤内不同区域需求的剂量不同给予相应的剂量。 影像引导的放射治疗（IGRT）:可实现在肿瘤的放疗过程中精确的跟踪定位肿瘤靶区，与导弹制导技术类似，使射线聚焦的位置准确的投射于肿瘤上。 剂量引导的放疗（DGRT）:是影像引导放疗 的进一步发展，不仅使射线准确定位于肿瘤，还能保证足够的射线剂量精确密集的“轰炸”肿瘤。 质子治疗：质子束具有较好的物理特性，剂量分布好，旁散射少，穿透性强，局部剂量高。质子治疗作为一种较新的肿瘤放射治疗手段正在发展和完善。,5.3.1 3-Dimensional Conformal Radiation therapy, 3D-CRT,1965年日本高桥及松田提出 将高清晰的影像（CT、MR、DSA、PET）经计算机处理，实行三维重建，利用治疗计划系统（Treatment Planning System,TPS）设计治疗计划，使肿瘤得到高剂量照射，周围正常组织得到保护。,3-DCRT,CT三维成像,多角度多野设计,剂量计算与分布,剂量提升75GY,+,+,5.3.2 Intensity Modulation Radiation Therapy,IMRT,拟向设计治疗计划，照射野形状与靶区一只，射野的剂量均匀。达到了精确定位、精确计划、精确摆位、精确照射的目的。 21世纪放疗的主流,IMRT,逆向计划,提升靶区剂量75GY,降低正常组织受量,5.4 Breachtherapy,利用计算机控制将封装好放射源通过施源器和导管输送到肿瘤去直接进行照射。 包括：腔内、管内的照射；组织间插植；术中置管和敷贴照射。 常作为外照射辅助手段，不单独使用。,特点,局部剂量高 照射范围内剂量分布不均一 照射时间短 一次连续照射或数次照射 近距离照射常用核素：铱-192、钴-60、碘-125、钯-103,1.置入并固定施源器,2.CT扫描,5.优化、评估危及器官,3.勾画治疗靶区,6.连接放射源,7.开始治疗,4.制定治疗计划,5.5 Special irradiation :,5.5.1 术中放疗（Intraoperative radiation therapy,IORT）,术中电子线治疗（IOEBRT） 术中后装治疗（IOBT） 术中热放疗（IOIHT）,Radiobiological Effect：,1.不利于肿瘤细胞的修复，具有明显的生物学效应。 2.肿瘤细胞失去了再氧合细胞周期同步化的机会 3.降低了正常组织的耐受性，容易增加放射并发症。,Characteristics of clinical application,IORT能对原发肿瘤外侵区及淋巴引流区进行直接、精确的照射 将敏感的正常组织退出照射野外，有效保护正常组织和器官 瘤灶区的高剂量照射，容积量小，全身反应轻 提高局部控制率、不增加手术并发症和死亡率。,5.5.2: Hyperthermia,Radiobiological Effect : 凋亡 立即坏死 分裂间期死亡,Biological effects of hyperthermia and radiotherapy,二者各自的细胞毒作用互补 热疗可增加放射敏感性 热疗抑制放射受损的DNA损伤修复,5.5.3: Stereotactic radiotherapy: X() Knife,特点：小野三维集束分次大剂量照射，靶区剂 量不均匀、靶区边缘剂量下降梯度大。 技术：多弧旋转聚焦技术。 优势：肿瘤局部控制率高，正常组织剂量低。,Summary,1.Ra